Как делают бумагу?

Бумагу делают из растительных волокон. Главная идея проста: волокна нужно выделить, разрыхлить в воде, равномерно уложить тонким слоем, затем удалить воду, спрессовать и высушить. На практике это большой технологический процесс, особенно на фабриках.

Из чего делают бумагу

Основные источники волокон:

• Древесина (чаще всего хвойные и лиственные породы).

• Макулатура (вторичное сырьё).

• Реже — хлопок, лён, конопля, бамбук и другие растения (обычно для специальной или дорогой бумаги).

Волокна важны потому, что при высыхании они сцепляются между собой и образуют прочный лист.

Основные этапы производства бумаги на заводе

1) Подготовка сырья

Если используют древесину, её:

• очищают от коры,

• рубят на щепу.

Если используют макулатуру, её сортируют (убирают пластик, скрепки, ламинацию, грязь).

2) Получение целлюлозной массы (пульпы)

Есть два основных подхода:

Механический способ
Древесину размалывают/истирают, получая массу с большим количеством примесей (включая лигнин — «клей» в древесине). Бумага получается дешёвой, но со временем желтеет и хуже хранится (пример — газетная).

Химический способ
Щепу «варят» в растворах, которые растворяют лишние компоненты и освобождают целлюлозные волокна. Бумага выходит прочнее, белее и долговечнее. Это основа для офисной бумаги, книг и упаковки высокого качества.

Иногда применяют смешанные варианты, чтобы получить нужные свойства и цену.

3) Промывка, очистка, сортирование волокон

Массу промывают и очищают от песка, крупных частиц, посторонних включений. Волокна могут дополнительно разделять по длине: длинные дают прочность, короткие — гладкость и плотность.

4) Отбеливание (если нужна белая бумага)

Для белой бумаги массу отбеливают. Цель — убрать окрашивающие компоненты и сделать цвет более ровным. Для некоторых видов бумаги отбеливание не делают (например, крафт-бумага).

5) Приготовление бумажной смеси (с добавками)

Целлюлозную массу сильно разбавляют водой (получается почти «молочная» взвесь) и добавляют вещества, которые определяют свойства:

• наполнители (например, чтобы повысить белизну и непрозрачность, улучшить печать),

• клеящие добавки (чтобы бумага меньше впитывала воду и чернила не расплывались),

• красители,

• прочностные добавки,

• иногда — средства против пыли и для улучшения гладкости.

6) Формирование листа на сетке

Смесь подают на движущуюся сетку бумагоделательной машины. Вода уходит вниз через сетку, а волокна остаются сверху и образуют тонкий влажный слой — будущий лист.

На этом этапе важно:

• чтобы слой был равномерным по толщине,

• чтобы волокна распределились правильно (это влияет на прочность и направление разрыва).

7) Удаление воды: вакуум и прессование

Дальше лист проходит через зоны, где воду:

• вытягивают вакуумом,

• затем выжимают между прессовыми валами и войлоками.

После прессов бумага ещё влажная, но уже держит форму.

8) Сушка

Лист проводят по нагретым цилиндрам. Влага постепенно испаряется, бумага становится сухой и стабильной по размеру.

9) Отделка поверхности

Чтобы бумага была гладкой и хорошо печаталась, её могут:

• каландрировать — пропускать между гладкими валами, уплотняя и выравнивая поверхность,

• проклеивать/наносить покрытие (для мелованной бумаги — специальный слой, который улучшает качество печати и белизну).

10) Намотка, резка и упаковка

Готовое полотно наматывают в большие рулоны. Затем:

• режут на рулоны нужной ширины или листы заданного формата,

• сортируют по качеству,

• упаковывают.

Как делают бумагу из макулатуры (в общих чертах)

Схема похожа, но есть важные дополнительные шаги:

• макулатуру размалывают в воде до волокнистой массы,

• удаляют мусор (плёнки, скобы),

• делают деинкинг — удаление печатной краски (обычно с помощью химии и всплывания/отмывки),

• дальше формируют, прессуют и сушат как обычную бумагу.

Почему бумага такая разная

Разные виды бумаги получают сочетанием:

• источника волокон (древесина/макулатура/хлопок),

• степени очистки и отбеливания,

• добавок,

• плотности и толщины,

• обработки поверхности (гладкая, шероховатая, мелованная),

• степени прессования и каландрирования.

Поэтому салфетка мягкая и рыхлая, картон жёсткий и толстый, а офисная бумага гладкая и хорошо держит печать.

Упрощённо: как можно сделать бумагу «вручную»

Домашний принцип такой же:

1. размочить бумагу/волокнистое сырьё в воде,

2. измельчить в кашицу,

3. вылить на сетку тонким слоем,

4. дать воде стечь,

5. отжать и высушить.

Это наглядно показывает главное: бумага — это «ковёр» из волокон, которые сцепились при высыхании.